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如图所示,在竖直平面内,粗糙的斜面轨道 AB 的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于...

如图所示,在竖直平面内,粗糙的斜面轨道 AB 的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B,C是最低点,圆心角∠BOC=37°,D与圆心O等高,圆弧轨道半径 R=10m,现有一个质量为m=02kg可视为质点的小物体,从D点的正上方E点处自由下落,D、E距离h=16m,物体与斜面AB之间的动摩擦因数μ=05取sin37°=06,cos37°=08,r=10m/s2求:

1物体第一次通过C点的速度大小;

2要使物体不从斜面顶端飞出,斜面的长度LAB至少要多长:

3若斜面已经满足2要求,物体从E点开始下落,直至最后在光滑圆弧轨道做周期性运动,在此过程中系统因摩擦所产生的热量Q的大小

 

 

(1)物体第一次通过C点的速度大小为2m/s; (2)要使物体不从斜面顶端飞出,斜面的长度LAB至少为2.4m; (3)若斜面已经满足(1)要求,物体从E点开始下落,直至最后在光滑圆弧轨道做周期性运动,在此过程中系统因摩擦所产生的热量Q的大小为4.8J. 【解析】 试题分析:(1)从E→C,由机械能守恒得mg(h+R)= 则 vC===2m/s (2)从E→A过程,由动能定理得:mg[(h+Rcos37°)﹣LABsin37°]﹣μmgcos37°LAB=0 解得:斜面长度至少为:LAB=2.4m (3)因为mgsin37°>μmgcos37°(或μ<tan37°) 所以,物体不会停在斜面上.物体最后以C为中心,B为一侧最高点沿圆弧轨道做往返运动. 从E点开始直至稳定,系统因摩擦所产生的热量,由能量守恒得:Q=△EP 又△EP=mg(h+Rcos37°) 解得 Q=4.8J 所以在运动过程中产生热量为4.8J.  
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如图所示,质量为2kg的物体在长4m的斜面顶端由静止下滑,然后进入由圆弧与斜面连接的水平面由斜面滑至平面时无能量损失,物体滑到斜面底端时的速度为4m/s,若物体与水平面的动摩擦因数为05,斜面倾角为37°,取g=10m/s2,已知:sin37°=06,cos37°=08求:

1物体在斜面上滑动时摩擦力做的功;

2物体能在水平面上滑行的距离

 

 

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一辆重5t的汽车,发动机的额定功率为80kW汽车从静止开始以加速度a=1m/s2做匀加速直线运动,车受的阻力为车重的006倍,g=10m/s2,求:

1汽车做匀加速直线运动的最长时间tm

2汽车开始运动后5s末和15s末的瞬时功率

 

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在1125m的高空有一驾飞机以50m/s的速度水平飞行g取10m/s2求:

1从飞机上掉下的物体经多长时间落地?

2物体从掉下到落地,水平方向移动的距离多大?

3从掉下开始5s末物体的速度

 

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在验证机械能守恒定律的实验中,质量为m=100kg的重锤拖着纸带下落,在此过程中,打点计时器在纸带上打出一系列的点.在纸带上选取五个连续的点ABCDE,如图所示.其中O为重锤开始下落时记录的点,各点到O点的距离分别是314mm490mm705mm959mm1248mm.当地重力加速度g=98m/s2.本实验所用电源的频率f=50Hz.(结果保留三位有数数字)

1)打点计时器打下点B时,重锤下落的速度vB=     m/s,打点计时器打下点D时,重锤下落的速度vD=     m/s

2)从打下点B到打下点D的过程中,重锤重力势能减小量△Ep=     J,重锤动能增加量△Ek=     J

3)在误差允许范围内,通过比较     就可以验证重锤下落过程中机械能守恒了.

 

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某学习小组的同学想要验证动能定理,他们在实验室组装了一套装置,如图所示,另外他们还找到了供打点计时器所用的低压交流电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:

1)你认为还需要的实验器材有    

2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是     进行实验操作时,首先要做的步骤是    

3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1v2v1v2).则本实验最终要验证的数学表达式为     (用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)

 

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